一种温控光学谐振腔自动稳频方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109244820A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811118517.5(22)申请日2018.09.25(71)申请人南京先进激光技术研究院地址210038江苏省南京市南京经济技术开发区恒园路龙港科技园A栋(72)发明人陈付志吕新杰周军(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人陆薇薇(51)Int.Cl.H01S3/137(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种温控光学谐振腔自动稳频方法及装置(57)摘要本发明实施例提供了一种温控光学谐振腔自动稳频方法，通过加热膨胀的方式改变光学腔腔长，以光学腔透射光的光强为准对腔长进行负反馈控制，使透射光的光强达到最大值时锁定腔长，从而实现光学腔对参考频率的自动锁腔，达到激光器稳频输出的目的。本发明装置包括光学腔和控制系统，光学腔由两个腔镜通过腔镜调整架固定在材质为热膨胀系数较小的金属的支撑架上构成，支撑架受热膨胀即可使腔长发生变化；控制系统构成腔长的负反馈环路，由光电探测器采集透射光的光强并反馈给控制器，控制器实时修改PID温控模块的参数以控制支撑架受热膨胀程度。本发明装置结构简单，调试便捷，且灵活适用于具有不同类型与参数腔镜的光学谐振腔。CN109244820ACN109244820A权利要求书1/1页1.一种温控光学谐振腔自动稳频方法，其特征在于，实时采集光学腔透射光的光强数据并反馈至控制器，控制器调节光学腔腔长以使光学腔透射光光强达到极大值，建立透射光光强对光学腔腔长的负反馈；所述调节光学腔腔长通过改变腔体的受热膨胀程度实现，由控制器自动控制对腔体的加热。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由控制器自动控制对腔体的加热包括：由所述控制器根据透射光的光强数据自动修改PID温控模块的参数，再由PID温控模块直接控制加热单元对光学腔腔长进行加热。3.一种温控光学谐振腔自动稳频装置，包括光学腔（01）和控制系统（02），其特征在于，所述光学腔（01）具有加热单元，所述控制系统（02）包括采集单元、控制器（6）和PID温控模块（7），其中：所述采集单元用于实时采集光学腔（01）透射光的光强数据并反馈至所述控制器（6）；所述控制器（6）通过所述PID温控模块（7）连接所述加热单元，所述控制器（6）发送指令自动修改所述PID温控模块（7）的参数，由所述PID温控模块（7）直接控制所述加热单元对所述光学腔（01）腔体进行加热，通过受热膨胀调节所述光学腔（01）的腔长以使透射光光强达到极大值，形成透射光光强和光学腔腔长的负反馈回路。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光学腔（01）腔体由二个支撑架（1）和二个腔镜调整架（2）组成；二个所述腔镜调整架（2）沿腔体的光轴前后设置，所述腔镜调整架（2）中部开有用于固定腔镜的腔镜安装孔（20）；二个所述支撑架（1）为具有相同材质和规格的条状金属板，每个所述支撑架（1）的两端分别与二个所述腔镜调整架（2）的同一侧面固定连接，二个所述支撑架（1）沿光轴方向延伸并对称固定于二个所述腔镜调整架（2）的两侧，所述腔镜调整架（2）的侧面通过隔热垫（3）与所述支撑架（1）固定连接。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述支撑架（1）为殷钢条。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热单元为由支撑架壳体（12）固定贴合在每个所述支撑架（1）的中心位置的加热片（11）。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述支撑架壳体（12）材质为聚四氟乙烯。8.根据权利要求3至7任一项所述的装置，其特征在于，所述控制系统（02）的所述采集单元包括分光片（4）和带采集卡的光电探测器（5），所述分光片（4）设置于所述所述光学腔（01）透射光的光路上，将透射光反射至所述光电探测器（5）；所述光电探测器（5）连接所述控制器（6）传输数据。2CN109244820A说明书1/4页一种温控光学谐振腔自动稳频方法及装置技术领域[0001]本发明属于激光器技术领域，特别涉及一种温控光学谐振腔自动稳频方法。本发明还涉及通过上述方法实现光学谐振腔自动稳频的温控光学谐振腔自动稳频装置。背景技术[0002]众所周知，激光具有良好的相干性和单色性，但激光器发射的激光光谱并非一条无宽度的线，而是有一定宽度的，即为激光线宽。激光器中光子跃迁辐射存在自然加宽、碰撞加宽和多普勒加宽等多种因素，再加上激光谐振腔中还可能存在多个纵模振荡，均会使激光器发射的激光谱线加宽。当前，随着激光器制造技术的发展和凝聚态物理研究的需要，单频的激光越来越多的被应用在原子冷却、钠导星、激光雷达、生物治疗等方面，单频激光的制备在科研和生产中具有日益重要